JP2002075227A

JP2002075227A - 気体放電表示装置およびプラズマアドレス液晶表示装置ならびにその製造方法

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Publication number: JP2002075227A
Application number: JP2001167638A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Okano; 清岡野; Yoshihiro Sugano; 佳弘菅野; Yoichi Morita; 陽一盛田; Takehiro Togawa; 剛広外川; Hirohito Komatsu; 洋仁小松; Masayasu Hayashi; 正健林; Atsushi Seki; 敦司関
Original assignee: Sharp Corp; Sony Corp
Current assignee: Sharp Corp; Sony Corp
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2002-03-15
Also published as: US20020036465A1; US6707250B2; KR20010112651A; KR100467010B1

Abstract

(57)【要約】【課題】陰極層のスパッタリングに起因する表示品位
の低下が防止・抑制された気体放電表示装置およびプラ
ズマアドレス液晶表示装置ならびにその製造方法を提供
することにある。【解決手段】液晶セル基板１０９と、プラズマセル基
板１０４と、液晶セル基板１０９とプラズマセル基板１
０４との間に設けられた誘電体層１０３と、液晶セル基
板１０９と誘電体層１０３との間に設けられた液晶層１
１０と、誘電体層１０３とプラズマセル基板１０４との
間に設けられた複数のプラズマチャネル１０６とを有す
る。複数のプラズマチャネル１０６のそれぞれは放電ガ
スと陽極１０７と陰極１０８とを有し、陰極１０８は、
導電体材料と、鉛の重量分率が３０％以下のガラスを含
む絶縁体材料と、の混合物からなる陰極層１０８ａを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体放電表示装置
およびプラズマアドレス液晶表示装置ならびにその製造
方法に関し、特に、特定の放電電極を備える気体放電表
示装置およびプラズマアドレス液晶表示装置ならびにそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型で薄型の平面ディスプレイの実現を
目指して、プラズマアドレス液晶表示装置（ＰＡＬＣ）
の開発が行われている。ＰＡＬＣは、液晶セルとプラズ
マセルとが誘電体層を介して積層された構造を有し、各
絵素のスイッチングにプラズマチャネルを利用する液晶
表示装置であり、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を利用す
る液晶表示装置に比べて、大型化が容易であり、低コス
トでの製造が可能である。

【０００３】プラズマセルは、プラズマセル基板と誘電
体層と、これらの間にストライプ状に配設された複数の
隔壁とを有する。なお、誘電体層は液晶セルの一部とし
ても機能する。隣接する隔壁と、プラズマセル基板と、
誘電体層とによって密封された空間で規定されるプラズ
マチャネルには、放電によってイオン化が可能な放電ガ
スが封入されている。複数のプラズマチャネルのそれぞ
れは、プラズマセル基板上に形成された放電電極（陽極
および陰極）を有しており、放電電極に電圧を印加する
ことによって、放電ガスがイオン化され、プラズマ状態
となる。この現象をプラズマ放電という。

【０００４】液晶セルは、液晶セル基板と誘電体層と、
これらの間に挟持された液晶層とを有する。液晶セル基
板の液晶層側には、互いに平行なストライプ状の複数の
信号電極が、プラズマチャネルと交差するように形成さ
れている。また、液晶セル基板は、信号電極に対応して
設けられる着色層を液晶層側に備えている。着色層は、
典型的には、赤、緑および青色層である。

【０００５】ＰＡＬＣにおいては、信号電極とプラズマ
チャネルとが交差する領域が絵素領域を規定する。絵素
領域内の液晶層は、信号電極とプラズマチャネルとの間
に印加された電圧に応じて配向状態を変化し、絵素領域
を通過する光の量が変化する。マトリクス状に配置され
た絵素領域内の液晶層に画像信号を印加することによっ
て、それぞれの絵素領域を通過する光の量を制御し、画
像の表示を行う。本願明細書においては、表示における
最小単位を「絵素」とし、「絵素」に対応する液晶表示
装置の領域を「絵素領域」という。

【０００６】ＰＡＬＣは、例えば、プラズマチャネルを
行走査単位とし、信号電極を列駆動単位として、以下の
ように動作する。

【０００７】プラズマチャネルを行毎に逐次選択的にプ
ラズマ状態にすることによって、線順次走査が実行され
る。これと同期して、列駆動単位を構成する各信号電極
に駆動電圧が印加される。選択的にプラズマ状態にされ
たプラズマチャネル内には、イオン化された放電ガスが
充満しているので、プラズマ状態にされたプラズマチャ
ネルの電位は、陰極の近傍を除いては陽極の電位とほぼ
等しくなり、プラズマチャネルの電位と駆動電圧の電位
との差に応じた量の電荷が、プラズマ状態にされたプラ
ズマチャネルとそれに対向する信号電極との間に位置す
る誘電体層の下面（プラズマチャネル側の面、以下「誘
電体層下面」と記す。）に、誘導・蓄積される。このと
き、プラズマ状態にされたプラズマチャネルと駆動電圧
が印加された信号電極とが交差する領域で規定される絵
素領域内の液晶層は、プラズマチャネルと信号電極とに
印加された電圧が誘電体層と液晶層とで容量分割された
電圧に応じて、配向状態が変化する。

【０００８】次に、このプラズマチャネルが非選択（プ
ラズマ放電が中止）とされると、プラズマチャネル内は
絶縁状態となり、プラズマチャネルが再び選択されプラ
ズマ状態にされるまで、誘電体層下面に電荷が蓄積され
たままの状態が維持される。すなわち、誘電体層下面と
信号電極との間の電位差（電圧）が、誘電体層下面と、
誘電体層および液晶層と、信号電極とによって形成され
る容量によって、サンプルホールドされる。その結果、
プラズマチャネル内が絶縁状態となっている間も、サン
プルホールドされた電圧により、絵素領域内の液晶層の
配向状態は維持される。

【０００９】このように、プラズマチャネルは、誘電体
層下面と陽極との電気的な接続／非接続を制御するスイ
ッチング素子として機能する。また、誘電体層下面は仮
想的な電極として機能する。もちろん、行と列を逆にし
ても良く、プラズマチャネルの陽極に駆動電圧を印加す
ることにより駆動単位とし、信号電極に走査電圧を印加
することにより走査単位としてもよい。

【００１０】プラズマチャネル内で発生するプラズマ放
電は、以下のようにして開始される。陽極と陰極との間
に電圧を印加すると、陰極から放出された電子が陽極と
陰極との間の電界によって加速され、陽極に向かって進
みながら、プラズマチャネルに封入された放電ガスの分
子に衝突する。その結果、放電ガスの分子が励起または
電離され、励起原子、陽イオンおよび電子が生成され
る。電離によって生成された陽イオンは陰極に向かって
進み、陽イオンの一部は陰極に衝突して二次電子を生成
する。電子による放電ガスの電離および陽イオンによる
二次電子の放出の相乗効果によって、プラズマ放電が開
始される。なお、二次電子放出に寄与する陰極の表面を
「陰極層」と呼び、陰極の「陰極層」を除く部分を「下
層陰極層」と呼ぶこととする。

【００１１】陰極層の構成材料としては、従来はニッケ
ルが用いられることが多かったが、ニッケルのスパッタ
率（放電ガスのイオンが１個衝突した時に陰極材の原子
が飛び出す個数）は大きいため、プラズマ放電中にスパ
ッタリングされ易く、以下の２つの問題を引き起こすこ
とがあった。スパッタリングされたニッケル原子が、プ
ラズマセル基板や誘電体層下面に付着することによっ
て、透過率が低下するという問題と、導電性を有するニ
ッケル原子が、プラズマチャネルの伸長方向に平行に延
びる陰極層に沿って誘電体層下面に付着することによっ
て、バスバー現象と呼ばれる現象が発生するという問題
である。

【００１２】以下に、バスバー現象について説明する。
例えば、１つのプラズマチャネルに沿った３つの連続し
た絵素領域（それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青
色（Ｂ）に対応する）を用いてカラー表示を行う場合に
ついて説明する。中央の緑色の絵素領域のみをＯＮ状態
（明状態）にすると、緑色の絵素領域に対応する誘電体
層下面の領域に、所定の量の電荷が誘導される。しかし
ながら、導電性を有する物質が陰極層に沿って誘電体層
下面に付着していると、誘導された電荷は、導電性物質
を介して陰極層に沿った方向に拡散し、緑色の絵素領域
に対応する誘電体層下面の領域を越えて、隣接する赤色
および青色の絵素領域に対応する誘電体層下面の領域に
まで分布する。従って、隣接する赤色および青色の絵素
領域内の液晶層の一部は、拡散された電荷によって生じ
る電界（電圧）の影響を受けて、配向状態が変化する。
その結果、緑色の絵素領域だけがＯＮ状態（明状態）
で、隣接する赤色および青色の絵素領域はＯＦＦ状態
（暗状態）に観察されるべきところが、ＯＮ状態の緑色
の絵素領域に隣接する赤色および青色の絵素領域の一部
がＯＮ状態として観察される。すなわち、本来表示され
る緑色に、赤色と青色が混ざるので、色純度が低下す
る。上述のように、誘電体層下面に付着した導電性を有
する物質は、混色を引き起こして表示品位を低下させ
る。

【００１３】ニッケルを陰極層として用いる場合、従来
は製品寿命を確保するために放電ガス中に水銀を含有さ
せていた。水銀が陰極層のスパッタリング防止に寄与す
るメカニズムは未だ解明されていないが、水銀のガス雲
が陰極層の表面を覆うことで、放電ガスイオンの運動エ
ネルギーを吸収するとともに、たとえニッケルがスパッ
タリングされたとしても、水銀原子との衝突によりニッ
ケル原子が再び陰極層の表面に戻されるためではないか
と推測される。

【００１４】上述のように水銀はニッケルのスパッタリ
ング防止に寄与するが、水銀ガス雲の密度は飽和蒸気圧
に依存し、飽和蒸気圧は対数関数的な温度依存性をもつ
(ランキン＝デュプレの式に従う)ので、低温領域では水
銀のスパッタリング防止効果が十分に発揮されない可能
性がある。

【００１５】そこで、本願出願人は、ＰＡＬＣの陰極層
の材料として、ランタノイドのホウ化物材料を提案して
いる（特願平１１−００３５４３号）。例えば六ホウ化
ランタンは走査型電子顕微鏡の熱電子源として使われて
おり、耐久性に富んだ物質ということで広く知られてい
る。六ホウ化ガドリニウムも六ホウ化ランタン同様、仕
事関数が小さいため電子放出能に優れた材料であり、Ｐ
ＡＬＣの陰極層の材料として適している。これらの材料
はスパッタ率がニッケルより小さいので、水銀ガスを封
入しなくても透過率の低下やバスバー現象が発生しにく
く、低温においても十分な製品寿命を確保することがで
きる。

【００１６】ＰＡＬＣの陰極層の形成プロセスとして
は、例えば、スパッタリング法、ＥＢ蒸着法、電着法お
よび印刷法が知られている。これらの方法は、スパッタ
リング法やＥＢ蒸着法などの薄膜形成プロセスと、電着
法や印刷法などの厚膜形成プロセスとに大別され、厚膜
形成プロセスは、生産性向上や低コスト化を図るために
用いられる。電着法や印刷法は、まず、導電体材料と絶
縁体材料との混合物を用いて前駆体陰極層を形成し、次
に、絶縁体材料に含まれるバインダ材の軟化点よりも高
い温度で前駆体陰極層を焼成して陰極層を形成する。バ
インダ材としては、一般にガラス、特にプロセス温度を
低減させるために鉛ガラスを使用する場合が多い。鉛ガ
ラス中の鉛は、軟化点を下げるために添加されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者は、陰極層の構成材料として、スパッタ耐性が高い
ランタノイドのホウ化物材料を用いた場合においても、
従来用いられていた鉛ガラスなどをバインダ材として用
いると、十分な製品寿命が確保できないという問題があ
ることを見出した。

【００１８】例えば、鉛ガラスを用いた場合、鉛ガラス
に含まれる酸化鉛はスパッタ耐性が低く、プラズマ放電
中にスパッタリングされてプラズマセル基板や誘電体層
下面に付着し、透過率の低下の原因となる。また、酸化
鉛は還元されやすく、誘電体層下面に付着した酸化鉛は
容易に還元されて導電率が高くなり、バスバー現象の発
生の原因となる。

【００１９】上述の問題は、放電電極を備えた気体放電
表示装置に共通する問題であり、ＰＡＬＣのみならず、
プラズマ放電によって蛍光体層を発光させて表示を行う
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）においても、十
分な製品寿命を確保することができないという問題があ
る。ＰＤＰにおいては、陰極層中の鉛ガラスに含まれる
酸化鉛がプラズマ放電中にスパッタリングされて前面基
板（例えばガラス基板）や蛍光体層表面に付着するの
で、透過率や蛍光体層の発光効率が低下し、発光輝度が
低下する。

【００２０】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、陰極層のスパッタリングに起因
する表示品位の低下が防止・抑制された気体放電表示装
置およびプラズマアドレス液晶表示装置ならびにその製
造方法を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明による気体放電表
示装置は、互いに対向する一対の基板と、前記一対の基
板の間に設けられた複数のプラズマチャネルとを有し、
前記複数のプラズマチャネルのそれぞれは放電ガスと陽
極と陰極とを有し、前記陰極は、導電体材料と、鉛の重
量分率が３０％以下のガラスとを含んで形成された陰極
層を有しており、そのことによって上記目的が達成され
る前記ガラスは、ナトリウム、リチウム、カリウムおよ
びビスマスからなる群から選ばれる少なくとも１つの元
素を含むことが好ましい。

【００２２】前記導電体材料は六ホウ化ガドリニウム、
六ホウ化ランタン、四ホウ化イットリウムまたは炭素を
含むことが好ましい。

【００２３】前記一対の基板の一方に前記一対の基板の
他方を介して対向するさらなる基板と、前記一対の基板
の他方と前記さらなる基板との間に設けられた液晶層と
をさらに有する構成としてもよい。

【００２４】前記複数のプラズマチャネルのそれぞれ
は、蛍光体層をさらに有する構成としてもよい。

【００２５】本発明によるプラズマアドレス液晶表示装
置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第
２基板との間に設けられた誘電体層と、前記第１基板と
前記誘電体層との間に設けられた液晶層と、前記誘電体
層と前記第２基板との間に設けられた複数のプラズマチ
ャネルとを有し、前記複数のプラズマチャネルのそれぞ
れは放電ガスと陽極と陰極とを有し、前記陰極は、導電
体材料と、鉛の重量分率が３０％以下のガラスを含む絶
縁体材料と、の混合物からなる陰極層を有しており、そ
のことによって上記目的が達成される。

【００２６】本発明による他のプラズマアドレス液晶表
示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前
記第２基板との間に設けられた誘電体層と、前記第１基
板と前記誘電体層との間に設けられた液晶層と、前記誘
電体層と前記第２基板との間に設けられた複数のプラズ
マチャネルとを有し、前記複数のプラズマチャネルのそ
れぞれは放電ガスと陽極と陰極とを有するプラズマアド
レス液晶表示装置であって、第２基板を用意する工程
と、前記第２基板上に導電体材料と鉛の重量分率が３０
％以下のガラスを含む絶縁体材料との混合物を用いて前
駆体陰極層を形成する工程と、前記前駆体陰極層を焼成
することによって得られる陰極層を含む陰極を形成する
工程と、前記第２基板上に前記陰極と所定の間隔で対向
する陽極を形成する工程と、前記第２基板と所定の間隔
で誘電体層を接合したあと、前記第２基板と前記誘電体
層との間に放電ガスを封入することによって複数のプラ
ズマチャネルを形成する工程と、前記第１基板と前記誘
電体層とを所定の間隔で接合したあと、前記第１基板と
前記誘電体層との間に液晶材料を注入することによって
液晶層を形成する工程と、を包含するプラズマアドレス
液晶表示装置の製造方法によって製造され、そのことに
よって上記目的が達成される。

【００２７】前記絶縁体材料の前記ガラスは、ナトリウ
ム、リチウム、カリウムおよびビスマスからなる群から
選ばれる少なくとも１つの元素を含むことが好ましい。

【００２８】前記導電体材料は六ホウ化ガドリニウム、
六ホウ化ランタン、四ホウ化イットリウムまたは炭素を
含むことが好ましい。

【００２９】本発明によるプラズマアドレス液晶表示装
置の製造方法は、第１基板と、第２基板と、前記第１基
板と前記第２基板との間に設けられた誘電体層と、前記
第１基板と前記誘電体層との間に設けられた液晶層と、
前記誘電体層と前記第２基板との間に設けられた複数の
プラズマチャネルとを有し、前記複数のプラズマチャネ
ルのそれぞれは放電ガスと陽極と陰極とを有するプラズ
マアドレス液晶表示装置の製造方法であって、前記第２
基板上に導電体材料と鉛の重量分率が３０％以下のガラ
スを含む絶縁体材料との混合物を用いて前駆体陰極層を
形成する工程と、前記前駆体陰極層を焼成することによ
って得られる陰極層を含む前記陰極を形成する工程と、
を包含し、そのことによって上記目的が達成される。

【００３０】前記前駆体陰極層を形成する工程は、電着
法を用いて実行されることが好ましい。

【００３１】前記前駆体陰極層を形成する工程は、印刷
法を用いて実行されることが好ましい。

【００３２】前記絶縁体材料の前記ガラスは、ナトリウ
ム、リチウム、カリウムおよびビスマスからなる群から
選ばれる少なくとも１つの元素を含むことが好ましい。

【００３３】前記導電体材料は六ホウ化ガドリニウム、
六ホウ化ランタン、四ホウ化イットリウムまたは炭素を
含むことが好ましい。

【００３４】以下、本発明の作用を説明する。

【００３５】本発明による気体放電表示装置において
は、陰極層が含むガラスは、鉛の重量分率（質量分率）
が３０％以下のガラスである。従って、プラズマ放電中
にスパッタリングされる酸化鉛の量が低減される。その
結果、表示品位の低下が防止・抑制される。

【００３６】また、本発明によるプラズマアドレス液晶
表示装置においては、陰極層が含むガラスは、鉛の重量
分率（質量分率）が３０％以下のガラスである。従っ
て、プラズマ放電中にスパッタリングされて第２基板や
誘電体層下面に付着する酸化鉛の量が低減される。その
結果、透過率の低下およびバスバー現象の発生が抑制さ
れる。

【００３７】本発明によるプラズマアドレス液晶表示装
置の製造方法では、第２基板上に前駆体陰極層を形成す
る工程において、鉛の重量分率が３０％以下のガラスを
含む絶縁体材料を用いる。従って、スパッタ耐性の低い
酸化鉛の含有量が低減された陰極層を有するプラズマア
ドレス液晶表示装置を得ることができる。その結果、透
過率の低下とバスバー現象の発生を抑制することができ
る。

【００３８】電着法を用いて前駆体陰極層を形成する工
程を採用すると、下層陰極層が形成された第２基板を、
導電体材料と絶縁体材料とが分散された溶液（電着液）
に浸漬し、下層陰極層に電圧を印加することによって、
下層陰極層の表面に前駆体陰極層が形成される。その結
果、スパッタリング法やＥＢ蒸着法などの薄膜形成プロ
セスを用いる場合に比べて生産性向上と低コスト化を図
ることができる。

【００３９】印刷法を用いて前駆体陰極層を形成する工
程を採用すると、導電体材料と絶縁体材料とを含む厚膜
ペーストを第２基板上に印刷することによって、前駆体
陰極層が形成される。その結果、スパッタリング法やＥ
Ｂ蒸着法などの薄膜形成プロセスを用いる場合に比べて
生産性向上と低コスト化を図ることができる。

【００４０】ガラスは、ナトリウム、リチウム、カリウ
ムまたはビスマスを酸化物として含むことによって軟化
点が下がる。従来軟化点を下げるために含有していた鉛
に代えて上記成分をガラスに加えると、従来のガラスか
らの軟化点の上昇量をできるだけ小さくした状態で、鉛
の含有量が少ないガラスを得ることができる。

【００４１】六ホウ化ガドリニウム、六ホウ化ランタ
ン、四ホウ化イットリウムまたは炭素を導電体材料に用
いると、上記材料はスパッタ耐性が高いため、プラズマ
放電中に陰極層がスパッタリングされにくい。その結
果、ニッケルを陰極層として用いた場合に従来封入して
いた水銀を封入する必要がなく、低温においても透過率
の低下やバスバー現象の発生を抑制することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態の気体放電表示装置を説明する。なお、
本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。（実施形態１）本発明による実施形態１のプラズマアド
レス液晶表示装置（ＰＡＬＣ）１００およびその製造方
法を説明する。

【００４３】まず、図１および図２を参照しながら、本
発明による実施形態１のＰＡＬＣ１００の構造を説明す
る。図１は、ＰＡＬＣ１００を模式的に示す断面図であ
り、図２は平面図である。

【００４４】ＰＡＬＣ１００は、液晶セル１０１とプラ
ズマセル１０２とが誘電体層１０３を介して積層された
構造を有している。

【００４５】プラズマセル１０２は、プラズマセル基板
１０４と誘電体層１０３と、これらの間にストライプ状
に配設された複数の隔壁１０５とを有する。隣接する隔
壁１０５と、プラズマセル基板１０４と、誘電体層１０
３とによって密封された空間で規定されるプラズマチャ
ネル１０６には、放電によってイオン化が可能な放電ガ
スが封入されている。複数のプラズマチャネル１０６の
それぞれは、プラズマセル基板１０４上に形成された放
電電極（陽極１０７および陰極１０８）を有している。

【００４６】本実施形態のＰＡＬＣ１００が有する陰極
１０８は、プラズマ放電中に二次電子放出に寄与する陰
極層１０８ａが、二次電子放出に寄与しない下層陰極層
１０８ｂの表面に形成された構成を有している。陰極層
１０８ａは、導電体材料と、鉛の重量分率が３０％以下
のガラスを含む絶縁体材料との混合物からなる。なお、
隔壁１０５、陽極１０７および陰極１０８の配置は図１
および図２に示すものに限られず、従来の様々な構造を
有するプラズマセルと同様であってよい。

【００４７】液晶セル１０１は、液晶セル基板１０９と
誘電体層１０３と、これらの間に設けられた液晶層１１
０とを有する。液晶セル基板１０９の液晶層１１０側に
は、互いに平行なストライプ状の複数の信号電極１１１
が、プラズマチャネル１０６と交差するように形成され
ている。また、液晶セル基板１０９は、信号電極１１１
に対応して設けられる着色層（不図示）を液晶層１１０
側に備えている。着色層は、典型的には、赤、緑および
青色層である。

【００４８】液晶層１１０としては、例えば、ＴＮ（Ｔ
ｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードの液晶層を使用
するが、広視野角化のためにＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ
ＳｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｉｇｎｅｄＭｉｃｒｏｃｅ
ｌｌ）モードやＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍ
ｅｎｔ）モードの液晶層を使用してもよく、従来の様々
な表示モードの液晶層を使用してもよい。

【００４９】次に、図１、図２および図３を参照しなが
ら、本実施形態によるＰＡＬＣ１００の製造方法を説明
する。図３は、本実施形態によるＰＡＬＣ１００の製造
方法のフローチャートである。

【００５０】まず、工程Ｓ１において、プラズマセル基
板１０４を用意する。

【００５１】次に、工程Ｓ２において、プラズマセル基
板１０４上に放電電極を形成する。工程Ｓ２において、
詳しくは、以下の３つの工程が実行される。まず、工程
Ｓ２−Ｃ１において、プラズマセル基板１０４上に導電
体材料と鉛の重量分率が３０％以下のガラスを含む絶縁
体材料との混合物を用いて前駆体陰極層を形成する。次
に、工程Ｓ２−Ｃ２において、前駆体陰極層を焼成する
ことによって陰極層１０８ａを形成する。この後、工程
Ｓ２−Ａにおいて、プラズマセル基板１０４上に陰極と
所定の間隔で対向する陽極１０７を形成する。なお、工
程Ｓ２−Ａは、工程Ｓ２の任意の時点において実行する
ことができる。

【００５２】次に、工程Ｓ３において、プラズマセル基
板１０４と誘電体層１０３とを所定の間隔で貼合わせた
あと、プラズマセル基板１０４と誘電体層１０３との間
に放電ガスを封入することによって、複数のプラズマチ
ャネルを形成する。

【００５３】この後、工程Ｓ４において、液晶セル基板
１０９と誘電体層１０３とを所定の間隔で貼合わせたあ
と、液晶セル基板１０９と誘電体層１０３との間に液晶
材料を注入することによって、液晶層を形成する。

【００５４】以下、本実施形態によるＰＡＬＣ１００の
製造方法を、さらに具体的に各工程毎に説明する。

【００５５】まず、工程Ｓ１において、プラズマセル基
板（例えば、ガラス基板）１０４を用意する。

【００５６】工程Ｓ２は、例えば、以下のようにして実
行される。

【００５７】まず、プラズマセル基板１０４上に下層陰
極層１０８ｂおよび陽極１０７を形成する。下層陰極層
１０８ｂおよび陽極１０７の材料としては、放電電極の
材料として公知の材料を用いることができ、下層陰極層
１０８ｂおよび陽極１０７の形成方法は、材料に応じて
公知の方法から適宜選択すればよい。

【００５８】下層陰極層１０８ｂおよび陽極１０７は、
導電性ペースト（例えば、ニッケルペースト、アルミニ
ウムペーストまたは銀ペースト）を用いてスクリーン印
刷法により、以下のようにして形成されてもよい。な
お、導電性ペーストは、導電体材料と絶縁体材料との混
合物であり、導電性粉末（例えば、ニッケル粉末、アル
ミニウム粉末または銀粉末）、低融点ガラス、有機バイ
ンダ（例えば、エチルセルロースを含む有機物）、溶剤
（例えば、ＢＣＡ（酢酸ジエチレングリコールモノ-nブ
チルエーテル）やαターピネオール）を含む。また、ス
クリーン印刷法は、例えば、ステンレスを編み込んだメ
ッシュ上に樹脂によって開口部が形成されたスクリーン
版を使い、スキージでペーストをその開口部から押し出
し、パターンを印刷する方法である。

【００５９】まず、導電性ペーストを、プラズマセル基
板１０４上に互いに平行なストライプ状にスクリーン印
刷し、約１００℃〜約１５０℃で乾燥させる。次に、下
層陰極層１０８ｂおよび陽極１０７の導電性を確保する
ために、低融点ガラスの軟化点よりも高い温度で焼成を
行う。導電性粉末同士のコンタクトを密にして導電性を
確保するためには、低融点ガラスの粘度が十分低くなる
温度で焼成を行う必要があり、焼成温度は低融点ガラス
の軟化点よりも２０℃以上高いことが好ましく、４０℃
以上高いことがさらに好ましい。また、プラズマセル基
板の変形（反りや歪み）を抑制するためには、焼成温度
は６００℃以下であることが好ましく、軟化点が５６０
℃以下の低融点ガラスを用いることがさらに好ましい。
例えば、軟化点が５６０℃以下の低融点ガラスを用いて
５８５℃で焼成を行う。下層陰極層１０８ｂは２０μｍ
〜５０μｍの厚さを有することが好ましく、陽極１０７
は２０μｍ〜５０μｍの厚さを有することが好ましい。
また、下層陰極層１０８ｂは、後にその表面に前駆体陰
極層を形成する方法に応じて、好適な厚さに形成するこ
とがさらに好ましい。例えば、後に印刷法を用いて前駆
体陰極層を形成する場合、被覆性の観点から、細かいメ
ッシュサイズ（＃４００以上）と細かいワイヤ径とを有
するスクリーン版を用いて印刷法により、下層陰極層１
０８ｂを薄く（１０μｍ以下、例えば８μｍ）形成する
ことが好ましい。

【００６０】なお、スクリーン印刷法ではペーストのダ
レが精度に影響を及ぼし、線幅限界は約６０μｍであ
り、位置精度誤差は４０型〜５０型クラスのＰＡＬＣに
おいて約±１０μｍであるので、さらに精度を良くする
ために、サンドブラスト法（線幅限界は約３０μｍ、位
置精度誤差は約±５μｍ）を用いて以下のようにして下
層陰極層１０８ｂおよび陽極１０７を形成してもよい。
まず、プラズマセル基板１０４の全面に導電性ペースト
層を形成する。次に、例えば、厚さ約３０μｍのドライ
フィルムレジスト（ＤＦＲ）を導電性ペースト層に貼合
わせ、ＤＦＲを互いに平行なストライプ状にパターニン
グする。その後、ＤＦＲをマスクとしてサンドブラスト
により導電性ペースト層を互いに平行なストライプ状に
形成し、焼成を行って下層陰極層１０８ｂおよび陽極１
０７を得る。

【００６１】また、上述した方法では、陽極１０７を下
層陰極層１０８ｂと同時に形成することにより、工程の
数が減少するという利点がある。もちろん、陽極１０７
の形成工程は、下層陰極層１０８ｂの形成工程と同時に
実行されなくてもよく、工程Ｓ２の任意の時点で実行さ
れればよい。

【００６２】次に、下層陰極層１０８ｂの表面に、陰極
層１０８ａとなる前駆体陰極層を形成する。

【００６３】この前駆体陰極層は、例えば、電着法を用
いて以下のようにして形成される。

【００６４】まず、導電体材料の粉末と、鉛の重量分率
が３０％以下のガラスを含む絶縁体材料の粉末とを有機
溶媒（例えば、ＩＰＡ）に分散させた電着液に、プラズ
マセル基板１０４を浸漬して、対向電極となる導電体板
（例えば、ステンレス板）と間隔約１０ｍｍで向かい合
わせる。

【００６５】導電体材料および絶縁体材料の粉末の平均
粒径は、泳動度（単位電界強度あたりの粒子が移動する
速度）を一致させるために、互いに同一にしておくこと
が好ましく、且つ、電着膜厚のばらつきを低減するため
に、粒度分布を可能な限り狭く（例えば、ｄ５０（中央
値）＝２μｍ、ｄ９０＝４μｍ、ｄ１０＝１μｍ）する
ことが好ましい。また、粒子の凝集を防ぐと共に電気泳
動を起こさせるために、溶媒中に少量の純水と電解質
（例えば、硝酸マグネシウム）とを添加する。

【００６６】次に、下層陰極層１０８ｂと対向電極との
間に電圧を印加し、導電体材料と絶縁体材料とを下層陰
極層１０８ｂ上に電気的に析出させることによって、前
駆体陰極層を形成する。前駆体陰極層は、下層陰極層１
０８ｂを均一に且つ十分に被覆する厚さ（例えば、４μ
ｍ〜１０μｍ）を有することが好ましく、本実施形態に
おいては、３０Ｖの電圧を４分間印加することで、厚さ
約６μｍの前駆体陰極層を形成する。

【００６７】あるいは、前駆体陰極層は、印刷法を用い
て以下のようにして形成されてもよい。

【００６８】導電体材料と、鉛の重量分率が３０％以下
のガラスを含む絶縁体材料とを含むペーストを、下層陰
極層１０８ｂの表面にスクリーン印刷法を用いて印刷す
ることにより、前駆体陰極層を形成する。前駆体陰極層
は、下層陰極層１０８ｂを完全に被覆するように形成さ
れることが好ましく、さらに、１０μｍ〜２０μｍの厚
さを有することが好ましい。

【００６９】なお、印刷法を用いて前駆体陰極層を形成
する場合において、陰極層１０８ａよりも電気抵抗の低
い下層陰極層１０８ｂを形成しておくことにより、行方
向（プラズマチャネルの伸長方向）の抵抗が下がり、入
力信号の遅延および波形の鈍りが抑制されるという利点
がある。もちろん、プラズマセル基板１０４上に直接前
駆体陰極層を形成することにより、下層陰極層１０８ｂ
の形成工程を省いてもよい。

【００７０】上述のようにして形成された前駆体陰極層
に含まれる導電体材料の電気的結合を確保するために、
絶縁体材料に含まれるガラスの軟化点よりも高い温度で
前駆体陰極層を焼成して、陰極層１０８ａを形成する。
導電体材料同士のコンタクトを密にして電気的結合を確
保するためには、絶縁体材料に含まれるガラスの粘度が
十分低くなる温度で焼成を行う必要があり、焼成温度は
絶縁体材料に含まれるガラスの軟化点よりも２０℃以上
高いことが好ましく、４０℃以上高いことがさらに好ま
しい。また、プラズマセル基板の変形（反りや歪み）を
抑制するためには、焼成温度は６００℃以下であること
が好ましく、絶縁体材料に含まれるガラスとしては軟化
点が５６０℃以下のガラスを用いることがさらに好まし
い。本実施形態においては、軟化点が５６０℃以下のガ
ラスを用いて５８５℃で焼成を行う。なお、前駆体陰極
層を形成する方法は、上述の２つの方法に限定されず、
公知の様々な方法を用いて形成され得る。

【００７１】前駆体陰極層に含まれる導電体材料として
は、導電性に優れた公知の材料を用いることができる
が、スパッタ耐性の高い材料を用いることが好ましく、
さらに、六ホウ化ガドリニウム、六ホウ化ランタン、四
ホウ化イットリウムまたは炭素を用いることが好まし
い。

【００７２】また、前駆体陰極層に含まれる鉛の重量分
率が３０％以下のガラスとしては、公知の様々な組成の
ガラスを用いることができ、ナトリウム、リチウム、カ
リウムまたはビスマスが添加された低融点ガラスを用い
ることが好ましい。

【００７３】工程Ｓ３は、公知の材料を用いて公知の方
法により実行され得る。例えば、以下のようにして実行
される。

【００７４】まず、複数の隔壁１０５を、プラズマセル
基板１０４上にストライプ状に形成する。隔壁１０５
は、例えば、厚膜ペーストを用いてスクリーン印刷法に
より形成する。厚膜ペーストは、低融点ガラス、セラミ
ックフィラー、有機バインダ、溶剤および黒色顔料を含
む。また、黒色顔料は、光の反射や散乱を抑制するため
に添加する。次に、厚膜ペーストをスクリーン印刷した
あとに約１００℃〜約１５０℃で乾燥させるという工程
を、所定の回数繰り返し、隔壁１０５を所望の高さに形
成する。本実施形態においては、１０回程度繰り返すこ
とにより、高さ約２００μｍに形成する。この後、低融
点ガラスの軟化点よりも高い温度（約５８０℃）で焼成
することにより、隔壁としての剛性を確保する。

【００７５】次に、プラズマセル基板１０４と誘電体層
（例えば、薄板ガラス）１０３とを、公知のフリット材
を用いて公知の方法により、貼合わせる。

【００７６】この後、チップ管と呼ばれる真空引き用の
管から排気してプラズマチャネル内を真空（〜１０^-7Ｔ
ｏｒｒ（〜約１．３×１０^-5Ｐａ））とする。次に、放
電ガスを内部に注入し、チップ管を加熱溶融して封止す
る。放電ガスとしては、キセノンまたはキセノンを主成
分とした混合ガスを用いることが好ましく、本実施形態
のＰＡＬＣ１００においてキセノンを放電ガスとして用
いた場合、ガス圧を約２０Ｔｏｒｒ〜約４０Ｔｏｒｒ
（約２７００Ｐａ〜約５３００Ｐａ）に設定すると実用
上問題ないレベルの寿命（１００００時間以上）を確保
できる。なお、放電ガスとしては、上述のものに限定さ
れず、希ガスまたは希ガスを主成分とした混合ガスを用
いることができ、陰極層の材料に応じて、スパッタ率と
放電電流との兼ね合いでＰＡＬＣの経時変化特性が良好
になる（透過率の低下が遅い、バスバー現象が発生しに
くい）ように、適宜選択すればよい。

【００７７】工程Ｓ４は、公知の材料を用いて公知の方
法により実行され得る。例えば、以下のようにして実行
される。

【００７８】まず、互いに平行なストライプ状の複数の
信号電極１１１が形成された液晶セル基板（例えば、ガ
ラス基板）１０９を用意する。信号電極１１１は、例え
ば、ＩＴＯを用いてスパッタリング法により形成され
る。次に、ＴＮモードの場合、水平配向材を誘電体層１
０３および液晶セル基板１０９の液晶層１１０に対向す
る側に塗布し、約２００℃で焼成した後、ラビング処理
を行う。ＡＳＭモードやＶＡモードの場合には、水平配
向材の代わりに垂直配向材を用い、ラビング処理は行わ
なくてもよい。水平配向材および垂直配向材としては、
公知の材料を用いることができる。なお、本発明は上述
した表示モードに限定されず、従来の様々な表示モード
に適用することができるので、使用するモードによっ
て、適宜配向材および配向処理方法を選べばよい。

【００７９】次に、シール材を用いて、誘電体層１０３
と液晶セル基板１０９とを貼合わせる。シール材として
は、公知の材料を用いることができ、例えば、熱硬化型
樹脂、紫外線硬化型樹脂またはこれらの混合物を用い
る。このとき、誘電体層１０３と液晶セル基板１０９と
の間にスペーサを散布しておく。

【００８０】この後、液晶材料を誘電体層１０３と液晶
セル基板１０９との間に注入し、注入口を、例えば、紫
外線硬化型樹脂を用いて封止する。液晶材料としては、
ＴＮモードの場合は正の誘電異方性をもつ公知の液晶材
料を用い、ＡＳＭモードやＶＡモードの場合は負の誘電
異方性をもつ公知の液晶材料を用いる。なお、本発明は
上述した表示モードに限定されず、従来の様々な表示モ
ードに適用することができるので、使用するモードによ
って、適宜液晶材料を選べばよい。

【００８１】以上のようにして、本実施形態によるＰＡ
ＬＣ１００は製造される。

【００８２】以下、本実施形態によるＰＡＬＣ１００の
信頼性について、経時変化特性（透過率の経時変化およ
びバスバー寿命）の観点から検討すべく、ＰＡＬＣ１０
０の経時変化特性を比較例とともに記す。

【００８３】まず、バスバー寿命の定義を、図６を参照
しながら説明する。図６はＰＡＬＣ１００を模式的に示
した上面図であり、１つのプラズマチャネル１０６に沿
った３つの連続した絵素領域１１２Ｒ、１１２Ｇおよび
１１２Ｂ（それぞれ赤色、緑色および青色に対応し、隣
接する絵素領域の間にブラックマトリクス１１３が形成
されている。）を示している。上述の絵素領域において
緑色の単色表示をした場合に、図６に示す（図６中の斜
線は、絵素領域がＯＮ状態（明状態）であることを示
す。）ように、隣接する赤色および青色の絵素領域の陰
極１０８に対向する領域を中心にした光学的特性変化が
視認された時点を、バスバー寿命とする。

【００８４】次に、本実施形態によるＰＡＬＣ１００の
製造工程において、用いるガラスの鉛の重量分率を変化
させたときの、ＰＡＬＣ１００の経時変化特性を図４お
よび図５に示す。なお、エージング時の駆動波形は、１
６．７ｍｓ周期（６０Ｈｚ）、波高値−２８０Ｖおよび
パルス幅６４μｓを有する矩形波とした。図４は、ＰＡ
ＬＣ１００の透過率の経時変化を示す図であり、横軸の
経過時間に対して縦軸に相対透過率を示し、図中の×は
バスバー現象の発生を表す。図５は、ＰＡＬＣ１００の
バスバー寿命を示す図であり、横軸の鉛の重量分率に対
して縦軸にバスバー寿命を示し、図中の△は図４におい
て透過率の経時変化を示したＰＡＬＣを表す。比較例と
して、鉛の重量分率が約３０％を超えるガラスを用いる
こと以外は本実施形態と同様の製造方法により製造され
たＰＡＬＣの透過率の経時変化およびバスバー寿命も同
じ図中に示している。また、図４および図５に示すＰＡ
ＬＣの製造工程において用いたガラス（鉛の重量分率が
１％未満、約３０％および約６０％）の組成の一例を表
１に示す。

【００８５】

【表１】

【００８６】従来、絶縁体材料中のバインダ材として
は、プロセス温度（焼成温度）の低温化を図るために鉛
の重量分率が約６０％〜約８０％のガラスが用いられる
ことが多かったが、鉛の重量分率が約６０％〜約８０％
のガラスを用いて製造されるＰＡＬＣは、図４および図
５に示したように、透過率の低下が急速に進行し、バス
バー寿命が早い時期に訪れる。例えば、鉛の重量分率が
約６０％のガラスを用いて製造されるＰＡＬＣは、図４
および図５に示したように、約３０００時間後に相対透
過率が約８０％に低下し、バスバー寿命が訪れる。

【００８７】それに対して、鉛の重量分率が約３０％以
下のガラスを用いて製造される本実施形態によるＰＡＬ
Ｃ１００は、図４および図５に示したように、実用上問
題ないレベルの経時変化特性（バスバー寿命が１０００
０時間以上）を有する。例えば、鉛の重量分率が約３０
％の場合、相対透過率が約８０％に低下するのは約５０
００時間後であり、バスバー寿命が訪れるのは約１００
００時間が経過した後である。また、鉛の重量分率が１
％未満の場合には、相対透過率が約８０％に低下するの
は約１５０００時間後であり、３００００時間が経過し
た時点においてもバスバー寿命は訪れず、ＰＡＬＣ１０
０はさらに良好な経時変化特性を有している。

【００８８】図４および図５に示したように、鉛の重量
分率が少なくなるほど、透過率の低下が遅くなるととも
にバスバー寿命が延び、鉛の含有量が検出限界以下にな
ると、バスバー寿命が最長となる。また、鉛の重量分率
が少ないほど、バスバー寿命時の透過率が低い。つま
り、同程度に透過率が低下した場合、鉛の重量分率が少
ないほど、バスバー現象が発生しにくい。

【００８９】上述したように、本実施形態によるＰＡＬ
Ｃ１００は、鉛の重量分率が３０％以下のガラスを用い
て前駆体陰極層が形成され、スパッタ耐性の低い酸化鉛
の含有量が低減された陰極層を有している。従って、プ
ラズマ放電中にスパッタリングされてプラズマセル基板
や誘電体層下面に付着する酸化鉛の量が低減される。そ
の結果、透過率の低下が抑制される。

【００９０】また、誘電体層下面に付着する酸化鉛の量
が低減されるので、その酸化鉛が放電ガスイオンにより
還元されて生成する鉛の量も必然的に低減される。その
結果、バスバー現象の発生が抑制される。このことを、
図２および図６を参照しながら説明する。

【００９１】図２および図６は、ＰＡＬＣ１００を模式
的に示した上面図であり、１つのプラズマチャネル１０
６に沿った３つの連続した絵素領域１１２Ｒ、１１２Ｇ
および１１２Ｂ（それぞれ赤色、緑色および青色に対応
し、隣接する絵素領域の間にブラックマトリクス１１３
が形成されている。）を模式的に示す。上述の絵素領域
において、例えば緑色の単色表示を行う場合、まず、緑
色の絵素領域１１２Ｇに対応する誘電体層下面の領域
に、所定の量の電荷が誘導されるが、誘電体層下面に付
着する導電性の物質（酸化鉛が還元されることにより生
成する鉛）の量が少ないと、この導電性の物質を介して
陰極に沿った方向に拡散される電荷は少ない。従って、
絵素領域１１２Ｇに対応する誘電体層下面の領域を越え
て絵素領域１１２Ｒおよび１１２Ｂに対応する誘電体層
下面の領域に分布する電荷は少ない。そのため、絵素領
域１１２Ｒおよび１１２Ｂの液晶層は、誘導された電荷
によって生成する電界（電圧）の影響をほとんど受け
ず、絵素領域１１２Ｒおよび１１２Ｂの液晶層の配向状
態はほとんど変化しない。その結果、図２に示す（図２
中の斜線は、絵素領域がＯＮ状態（明状態）であること
を示す。）ように緑色の単色表示が好適に行われ、図６
に示す（図６中の斜線は、絵素領域がＯＮ状態（明状
態）であることを示す。）ような光学的特性変化（バス
バー現象）は長時間の使用に亘って視認されない。

【００９２】鉛の重量分率が３０％以下のガラスとし
て、ナトリウム、リチウム、カリウムまたはビスマスが
添加されたガラスを用いた場合の利点を以下に説明す
る。

【００９３】ガラスは、上記の成分を酸化物として含む
ことによって軟化点が下がるので、従来軟化点を下げる
ために含有していた鉛に代えて上記の成分をガラスに加
えると、従来のガラスからの軟化点の上昇量をできるだ
け小さくした状態で、鉛の含有量が少ないガラスを得る
ことができる。従来の鉛含有低融点ガラスの軟化点が約
４２０℃〜約５００℃であるのに対し、ナトリウム、リ
チウムまたはカリウムが添加されたガラスの軟化点は、
約５４０℃であり、ビスマスが添加されたガラスの軟化
点は、約４２０℃〜約５００℃である。従って、鉛の重
量分率が３０％以下のガラスとして、上記の成分が添加
されたガラスを用いると、従来のガラスを用いた場合と
同様の温度で前駆体陰極層の焼成を行うことができる。
その結果、従来よりも高温で前駆体陰極層の焼成を行っ
た場合に引き起こされるプラズマセル基板の変形（反り
や歪み）を抑制することができる。

【００９４】また、ナトリウム、リチウム、カリウムま
たはビスマスは、酸化物としてガラスに含まれるが、こ
れらの元素の酸化物は酸化鉛よりも還元されにくい。物
質の還元され易さは、標準生成ギブスエネルギー（ΔＧ
ｆ⁰）で比較することができ、ΔＧｆ⁰の値が小さいほど
還元されにくい。表２に、上記元素の酸化物および酸化
鉛の標準生成ギブスエネルギー（ΔＧｆ⁰）を示す。

【００９５】

【表２】

【００９６】表２に示したように、上記元素の酸化物は
酸化鉛よりもΔＧｆ⁰の値が小さく、還元されにくい。
従って、鉛に代えて添加した上記元素の酸化物は、スパ
ッタリングされて誘電体層下面に付着しても、酸化鉛よ
りも還元されにくいので導電性が高くなりにくく、バス
バー現象を引き起こしにくい。

【００９７】また、誘電体層下面に導電性の物質（例え
ば、酸化鉛が還元されることにより生成した鉛や陰極層
の導電体材料）がスパッタリングされて付着した場合に
おいても、これらの酸化物（ナトリウム、リチウム、カ
リウムまたはビスマスの酸化物）が同じくスパッタリン
グされて誘電体層下面に付着し、導電性の物質に混ざり
込むと、還元されにくく導電性の低いこれらの酸化物
は、絶縁体として機能して導電性を阻害する。その結
果、ナトリウム、リチウム、カリウムまたはビスマスが
添加されたガラスを用いたＰＡＬＣ１００は、従来のガ
ラスを用いたＰＡＬＣと同程度に透過率の低下が進行し
ても、バスバー現象が発生しにくい。

【００９８】導電体材料として、六ホウ化ガドリニウ
ム、六ホウ化ランタン、四ホウ化イットリウムまたは炭
素を用いると、これらの材料はニッケルよりもスパッタ
耐性が高いために、プラズマ放電中に陰極層がスパッタ
リングされにくい。その結果、ニッケルを陰極層として
用いた場合に従来封入していた水銀を封入する必要がな
く、低温においても透過率の低下やバスバー現象の発生
を抑制することができる。

【００９９】また、電着法または印刷法を用いて前駆体
陰極層を形成すると、スパッタリング法やＥＢ蒸着法な
どの薄膜形成プロセスを用いる場合に比べて生産性向上
と低コスト化を図ることができる。（実施形態２）図７および図８を参照しながら、本発明
による実施形態２のプラズマディスプレイパネル（ＰＤ
Ｐ）２００を説明する。図７は、ＰＤＰ２００を模式的
に示す断面図であり、図８は上面図である。図７は、図
８中の７Ａ−７Ａ’線に沿った断面に相当する。

【０１００】ＰＤＰ２００は、前面基板２０１と、前面
基板２０１に対向する背面基板２０２と、これらの間に
ストライプ状に配設された複数の隔壁２０５とを有す
る。隣接する隔壁２０５と、前面基板２０１と、背面基
板２０２とによって密封された空間で規定されるプラズ
マチャネル２０６には、放電によってイオン化が可能な
ガス（例えば、ＨｅとＸｅとの混合ガスやＮｅとＸｅと
の混合ガス）が封入されている。複数のプラズマチャネ
ル２０６のそれぞれは、背面基板上に形成された陽極１
０７と、前面基板上に形成された陰極１０８とからなる
放電電極を有する。

【０１０１】隔壁２０５の側面および背面基板２０２の
表面には、蛍光体層２０９が形成されている。この蛍光
体層２０９は、典型的には、赤色蛍光体層、緑色蛍光体
層または青色蛍光体層である。蛍光体層２０９は、紫外
線により励起発光する蛍光体材料を用いて形成されてお
り、ＰＤＰ２００においては、プラズマ放電時に発生す
る紫外線を用いて蛍光体層２０９を発光させることによ
り、所定の絵素領域が発光状態とされ、表示が行われ
る。

【０１０２】本実施形態のＰＤＰ２００が有する陰極２
０８は、プラズマ放電中に二次電子放出に寄与する陰極
層１０８ａが、二次電子放出に寄与しない下層陰極層１
０８ｂの表面に形成された構成を有している。陰極層１
０８ａは、導電体材料と、鉛の重量分率が３０％以下の
ガラスとを含んで形成されている。

【０１０３】上述の本実施形態のＰＤＰ２００は、例え
ば、以下のようにして製造することができる。

【０１０４】まず、背面基板（例えばガラス基板）２０
２を用意する。次に、この背面基板２０２上に、陽極１
０７を形成する。陽極１０７の材料としては、放電電極
の材料として公知の材料を用いることができる。低抵抗
化を図る観点からは、銀や銀を含む合金、あるいはアル
ミニウムを用いることが好ましい。陽極２０７の形成方
法としては、例えば、スクリーン印刷法を用いてもよい
し、スパッタリング法やＥＢ蒸着法などの薄膜形成プロ
セスを用いてもよい。なお、陽極２０７とは異なる材料
から形成されたバスラインをさらに備えた構成としても
よい。バスラインを設ける場合には、さらに、電流を制
限するために、陽極１０８とバスラインとの間に酸化ル
テニウムなどからなる抵抗体を設けてもよい。

【０１０５】続いて、背面基板２０２上に隔壁２０５を
形成する。隔壁２０５の材料としては公知の材料を用い
ることができる。隔壁２０５は、例えば、スクリーン印
刷法を用いて厚膜ペーストを所定のパターンに積層する
ことによって形成される。また、次のようにして隔壁２
０５を形成してもよい。まず、背面基板２０２の全面に
所定の材料からなる層をべた印刷によって形成する。次
に、この層上にＤＦＲ（ドライフィルムレジスト）を貼
り付け、露光・現像した後にサンドブラスト法を用いて
所定のパターンに形成する。このようにして隔壁２０５
を形成すると、高精細化を図ることができる。

【０１０６】その後、隔壁２０５の側面および背面基板
２０２の表面上に蛍光体層２０９を形成する。蛍光体層
２０９の形成方法としては、例えば、スクリーン印刷法
を用いることができる。蛍光体層２０９を形成する際に
は、背面基板上に設けられた陽極１０７と前面基板上に
設けられた陰極１０８との間でのＤＣ放電を可能にする
ために、陽極１０７の一部が露出するように、蛍光体層
２０９に開口部を設ける。また、本実施形態において
は、蛍光体層２０９は、ストライプ状に形成された赤色
蛍光体層（例えばＹＢＯ₃：Ｅｕ層）、緑色蛍光体層
（例えばＺｎ₂ＳｉＯ ₄：Ｍｎ層）または青色蛍光体層
（例えばＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ層）である。

【０１０７】次に、前面基板（例えばガラス基板）２０
１を用意する。続いて、前面基板２０１上に下地陰極層
１０８ｂを形成する。本実施形態においては、以下のよ
うにして下地陰極層１０８ｂを形成する。まず、感光性
銀ペーストを前面基板２０１の全面に塗布し、フォトマ
スクを用いて露光・現像を行うことによって所定のパタ
ーンに形成する。その後、焼成することによって約４μ
ｍの厚さを有する下地陰極層１０８ｂを形成する。感光
性銀ペーストを用い、上述のようにして下地陰極層１０
８ｂを形成すると、細線化が容易である。

【０１０８】その後、下層陰極層１０８ｂを覆うよう
に、陰極層１０８ａとなる前駆体陰極層を形成する。前
駆体陰極層は、例えば、電着法を用いて以下のようにし
て形成される。まず、導電体材料の粉末と、鉛の重量分
率（質量分率）が３０％以下のガラスを含む絶縁体材料
の粉末とを有機溶媒（例えばＩＰＡ）に分散させた電着
液に、前面基板２０１を浸漬して、対向電極となる導電
体板と向かい合わせる。次に、下層陰極層１０８ｂと対
向電極（導電体板）との間に電圧を印加し、導電体材料
と絶縁体材料とを下層陰極層１０８ｂ上に電気的に析出
させることによって、前駆体陰極層を形成する。その
後、前駆体陰極層を焼成して、陰極層１０８ａを形成す
る。本実施形態においては、厚さが約８μｍとなるよう
に陰極層１０８ａを形成する。

【０１０９】最後に、前面基板２０１と背面基板２０２
とをフリット材を用いて貼り合わせ、チップ管と呼ばれ
る真空引き用の管から排気してプラズマチャネル内を真
空とし、その後、放電ガスを注入・封止する。

【０１１０】上述のようにして、本実施形態のＰＤＰ２
００が完成する。

【０１１１】本発明による実施形態のＰＤＰ２００にお
いては、陰極層１０８ａは、導電体材料と、鉛の重量分
率が３０％以下のガラスとを含んで形成されており、ス
パッタ耐性の低い酸化鉛の含有量が低減されている。従
って、プラズマ放電中にスパッタリングされて前面基板
２０１や蛍光体層２０９表面に付着する酸化鉛の量が低
減される。その結果、透過率や蛍光体層の発光効率の低
下が抑制され、発光輝度の低下が抑制される。

【０１１２】本実施形態のＰＤＰ２００において、陰極
層１０８ａ中のガラスに含まれる鉛の重量分率を１％未
満および約３０％としたときの、ＰＤＰ２００の発光輝
度の経時変化を図９に示す。比較例として、ガラスの鉛
の重量分率が約６０％であること以外はＰＤＰ２００と
同様の構成を有するＰＤＰの発光輝度の経時変化も同じ
図中に示している。なお、図９においては、横軸の経過
時間に対して縦軸に相対輝度を示している。

【０１１３】図９に示すように、鉛の重量分率が高くな
るほど、発光輝度の低下が速く進行する。相対輝度が５
０％となった時点をＰＤＰの製品寿命と定義すると、鉛
の重量分率が約６０％の場合は、製品寿命が１００００
時間に満たない。それに対して、鉛の重量分率が約３０
％以下の場合は、製品寿命が１００００時間を超え、鉛
の重量分率が１％未満の場合には、３００００時間が経
過した時点においても製品寿命は訪れず、約７０％以上
の相対輝度を維持している。

【０１１４】上述したように、本発明による気体放電表
示装置においては、陰極層が、導電体材料と鉛の重量分
率が３０％以下のガラスとを含んで形成されているの
で、表示品位の低下が抑制される。

【０１１５】

【発明の効果】本発明によると、鉛の含有量が低減され
た陰極層を有し、陰極層のスパッタリングによる表示品
位の低下が防止・抑制された、信頼性の高い気体放電表
示装置およびプラズマアドレス液晶表示装置が提供され
る。また、本発明によると、このようなプラズマアドレ
ス液晶表示装置を効率よく製造できる方法が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態１のプラズマアドレス液
晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。

【図２】本発明による実施形態１のプラズマアドレス液
晶表示装置１００を模式的に示す上面図である。

【図３】本発明による実施形態１のプラズマアドレス液
晶表示装置１００の製造方法を示すフローチャートであ
る。

【図４】本発明による実施形態１のプラズマアドレス液
晶表示装置１００の透過率の経時変化を示すグラフであ
る。

【図５】本発明による実施形態１のプラズマアドレス液
晶表示装置１００のバスバー寿命を示すグラフである。

【図６】本発明による実施形態１のプラズマアドレス液
晶表示装置１００を模式的に示す上面図である。

【図７】本発明による実施形態２のプラズマディスプレ
イパネル２００を模式的に示す断面図である。

【図８】本発明による実施形態２のプラズマディスプレ
イパネル２００を模式的に示す上面図である。

【図９】本発明による実施形態２のプラズマディスプレ
イパネル２００の発光輝度の経時変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１００プラズマアドレス液晶表示装置１０１液晶セル１０２プラズマセル１０３誘電体層１０４プラズマセル基板１０５隔壁１０６プラズマチャネル１０７陽極１０８陰極１０８ａ陰極層１０８ｂ下層陰極層１０９液晶セル基板１１０液晶層１１１信号電極１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ絵素領域１１３ブラックマトリクス２００プラズマディスプレイパネル２０１前面基板２０２背面基板２０５隔壁２０９蛍光体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菅野佳弘東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者盛田陽一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者外川剛広東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者小松洋仁東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者林正健東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者関敦司東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H089 HA36 QA12 QA16 TA01 5C027 AA01 5C040 FA02 FA04 FA09 GB03 GC18 GC19 JA21 KA10 KB22 5C094 AA01 BA31 BA32 BA43 CA19 DA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する一対の基板と、前記一対
の基板の間に設けられた複数のプラズマチャネルとを有
し、前記複数のプラズマチャネルのそれぞれは放電ガスと陽
極と陰極とを有し、前記陰極は、導電体材料と、鉛の重量分率が３０％以下
のガラスとを含んで形成された陰極層を有する、気体放
電表示装置。
【請求項２】前記ガラスは、ナトリウム、リチウム、
カリウムおよびビスマスからなる群から選ばれる少なく
とも１つの元素を含む請求項１に記載の気体放電表示装
置。
【請求項３】前記導電体材料は六ホウ化ガドリニウ
ム、六ホウ化ランタン、四ホウ化イットリウムまたは炭
素を含む請求項１または２に記載の気体放電表示装置。
【請求項４】前記一対の基板の一方に前記一対の基板
の他方を介して対向するさらなる基板と、前記一対の基
板の他方と前記さらなる基板との間に設けられた液晶層
とをさらに有する請求項１から３のいずれかに記載の気
体放電表示装置。
【請求項５】前記複数のプラズマチャネルのそれぞれ
は、蛍光体層をさらに有する請求項１から３のいずれか
に記載の気体放電表示装置。
【請求項６】第１基板と、第２基板と、前記第１基板
と前記第２基板との間に設けられた誘電体層と、前記第
１基板と前記誘電体層との間に設けられた液晶層と、前
記誘電体層と前記第２基板との間に設けられた複数のプ
ラズマチャネルとを有し、前記複数のプラズマチャネルのそれぞれは放電ガスと陽
極と陰極とを有し、前記陰極は、導電体材料と、鉛の重量分率が３０％以下
のガラスを含む絶縁体材料と、の混合物からなる陰極層
を有する、プラズマアドレス液晶表示装置。
【請求項７】第１基板と、第２基板と、前記第１基板
と前記第２基板との間に設けられた誘電体層と、前記第
１基板と前記誘電体層との間に設けられた液晶層と、前
記誘電体層と前記第２基板との間に設けられた複数のプ
ラズマチャネルとを有し、前記複数のプラズマチャネル
のそれぞれは放電ガスと陽極と陰極とを有するプラズマ
アドレス液晶表示装置であって、第２基板を用意する工程と、前記第２基板上に導電体材料と鉛の重量分率が３０％以
下のガラスを含む絶縁体材料との混合物を用いて前駆体
陰極層を形成する工程と、前記前駆体陰極層を焼成することによって得られる陰極
層を含む陰極を形成する工程と、前記第２基板上に前記陰極と所定の間隔で対向する陽極
を形成する工程と、前記第２基板と所定の間隔で誘電体層を接合したあと、
前記第２基板と前記誘電体層との間に放電ガスを封入す
ることによって複数のプラズマチャネルを形成する工程
と、前記第１基板と前記誘電体層とを所定の間隔で接合した
あと、前記第１基板と前記誘電体層との間に液晶材料を
注入することによって液晶層を形成する工程と、を包含するプラズマアドレス液晶表示装置の製造方法に
よって製造される、プラズマアドレス液晶表示装置。
【請求項８】前記絶縁体材料の前記ガラスは、ナトリ
ウム、リチウム、カリウムおよびビスマスからなる群か
ら選ばれる少なくとも１つの元素を含む請求項６または
７に記載のプラズマアドレス液晶表示装置。
【請求項９】前記導電体材料は六ホウ化ガドリニウ
ム、六ホウ化ランタン、四ホウ化イットリウムまたは炭
素を含む請求項６から８のいずれかに記載のプラズマア
ドレス液晶表示装置。
【請求項１０】第１基板と、第２基板と、前記第１基
板と前記第２基板との間に設けられた誘電体層と、前記
第１基板と前記誘電体層との間に設けられた液晶層と、
前記誘電体層と前記第２基板との間に設けられた複数の
プラズマチャネルとを有し、前記複数のプラズマチャネ
ルのそれぞれは放電ガスと陽極と陰極とを有するプラズ
マアドレス液晶表示装置の製造方法であって、前記第２基板上に導電体材料と鉛の重量分率が３０％以
下のガラスを含む絶縁体材料との混合物を用いて前駆体
陰極層を形成する工程と、前記前駆体陰極層を焼成することによって得られる陰極
層を含む前記陰極を形成する工程と、を包含するプラズマアドレス液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】前記前駆体陰極層を形成する工程は、
電着法を用いて実行される請求項１０に記載のプラズマ
アドレス液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】前記前駆体陰極層を形成する工程は、
印刷法を用いて実行される請求項１０に記載のプラズマ
アドレス液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】前記絶縁体材料の前記ガラスは、ナト
リウム、リチウム、カリウムおよびビスマスからなる群
から選ばれる少なくとも１つの元素を含む請求項１０か
ら１２のいずれかに記載のプラズマアドレス液晶表示装
置の製造方法。
【請求項１４】前記導電体材料は六ホウ化ガドリニウ
ム、六ホウ化ランタン、四ホウ化イットリウムまたは炭
素を含む請求項１０から１３のいずれかに記載のプラズ
マアドレス液晶表示装置の製造方法。